【正文】 THAN01 DIETH01 + WATER 4 2 ISOBU02 2 :4:401 模擬物料衡算 （ 1）固定床反應(yīng)器的物料平衡參數(shù)表 年產(chǎn) 5萬 ETBE 項目 ─ 初步設(shè)計說明書 團結(jié)之隊─雁行 17 表 27 固定床反應(yīng)器的 進料參數(shù)及組成 溫度 ℃ 60 壓力 MPa 摩爾流量 kmol/h 質(zhì)量流量 kg/h Vapor Frac 0 組分 摩爾流量 kmol/hr 異丁烷 正丁烷 正丁烯 順 2丁烯 反 2丁烯 異丁烯 乙醇 表 28 固定床反應(yīng)器的出料參數(shù)及組成 溫度 ℃ 60 壓力 MPa 摩爾流量 kmol/h 質(zhì)量流量 kg/h Vapor Frac 0 組分 摩爾流量 kmol/h 異丁烷 正丁烷 正丁烯 順 2丁烯 反 2丁烯 年產(chǎn) 5萬 ETBE 項目 ─ 初步設(shè)計說明書 團結(jié)之隊─雁行 18 異丁烯 乙醇 ETBE 雙異丁烯 乙基正丁基醚 103 乙醚 103 原料 C4 和乙醇在固定床反應(yīng)器中在 催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，其中異丁烯和乙醇的轉(zhuǎn)化率達到了 71％，其他副反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率很低，對反應(yīng)和以后的分離基本上沒有影響。但是乙醇和產(chǎn)品 ETBE 的沸點很接近，不容易分離，純粹的使用催化蒸餾 塔進行分離的話，催化蒸餾塔的塔高就會很大。 g 1 比表面積 /m2催化蒸餾塔塔底為 ETBE 產(chǎn)品，塔頂為未反應(yīng) C4 和少量乙醇。 工藝流程的確定 本項目采用固定床預(yù)反應(yīng)器與催化蒸餾塔組合的工藝流程，由于 ETBE 合成反應(yīng)是放熱反應(yīng)， 而且原料中的異丁烯含量較高，反應(yīng)放熱很大，采用一般的絕熱床反應(yīng)器反應(yīng)溫度不易控制，因此，使用固定床反應(yīng)器外設(shè)換熱器的方法來取走反應(yīng)熱，以保證溫度始終保持在最佳溫度附近。 反應(yīng)蒸餾塔塔底組成為 ETBE 和部分未反應(yīng)乙醇及少量副產(chǎn)物叔丁醇，進人一個裝有吸附劑 (分子篩、硅膠等 )的吸附床吸附分離乙醇，脫附劑為原料 C4。催化蒸餾塔的催化劑是散裝的，即把催化劑直接裝填在反應(yīng)段的催化劑床層中，結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)效率高。下表為固定床反應(yīng)器和催化蒸餾技術(shù)的簡單概述。 ETBE 能被好氧性微生物分解，但 MTBE 則不能。但是， 近年來，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了 MTBE 的缺點：它不易分解，對地下水有一定污染；它有少量氣味，使駕駛者不舒服，可引起惡心、眼睛疼、出現(xiàn)皰疹等反應(yīng)。 銀川經(jīng)濟開發(fā)區(qū)條件 銀川經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的總規(guī)劃用地面積 平方公里，主要由兩塊組成。 遵循 “ 量力而行，適度 超前 ” 的原則，始終致力于投資環(huán)境的改善。 本項目 設(shè)計 年產(chǎn) 5 萬噸 ETBE，副產(chǎn) 萬噸液化石油氣 ，總量 萬噸。 本項目的投產(chǎn)不僅緩解我國 ETBE 的市場缺口，并且緩解了原料供應(yīng)不足問題，順應(yīng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，有很好的市場前景。但是，有科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了 MTBE 的缺點：它不易分解，對地下水有一定污染；引起惡心，使駕駛者出現(xiàn)皰疹等反應(yīng)；甚至可能是致癌物質(zhì)。 年產(chǎn) 5萬 ETBE 項目 ─ 初步設(shè)計說明書 團結(jié)之隊─雁行 1 目錄 第一章 項目總論 ......................................................................... 1 項目背景 ........................................................................................................... 1 項目概述 ........................................................................................................... 2 設(shè)計依據(jù)和原則 .................................................................................................. 2 設(shè)計依據(jù) ................................................................................................. 2 設(shè)計原則 ................................................................................................. 2 原料及產(chǎn)品方案 ................................................................................................ 3 廠址概況 ........................................................................................................... 3 銀川經(jīng)濟開發(fā)區(qū)發(fā)展概況 ......................................................................... 3 銀川經(jīng)濟開發(fā)區(qū)條件 ................................................................................ 4 第二章 工藝模擬設(shè)計 ................................................................. 6 設(shè)計目標(biāo) ........................................................................................................... 6 乙醇和異丁烯制 ETBE 工藝對比 ........................................................................ 7 固定床技術(shù)和催化蒸餾技術(shù)的比較 ........................................................... 7 IFP 公司開發(fā)的 ETBE 工藝 ...................................................................... 7 UOP 公司開發(fā)的 ETBE 工藝 .................................................................... 8 兩個工藝的比較 ....................................................................................... 9 工藝流程的確定 ...............................................................................................10 ETBE 反應(yīng)工段的工藝確定 .....................................................................10 ETBE 分離工段的工藝確定 .....................................................................13 工藝流程介紹 .................................................................................................14 工藝流程的概述 ......................................................................................14 工藝創(chuàng)新點 .............................................................................................15 工藝的 Aspen 模擬 ............................................................................................15 模擬模塊的選擇 ......................................................................................15 模擬流程的化學(xué)反應(yīng) ...............................................................................16 模擬物料衡算 .........................................................................................16 催化蒸餾塔的 Aspen 模擬 .................................................................................26 催化蒸餾塔的 DSTWU 模塊模擬 .............................................................26 催化蒸餾塔的 Radfrac 模塊模擬 ..............................................................27 模擬能量衡算 ...................................................................................................29 能量衡算的依據(jù)及原理 ...........................................................................29 各工段換熱器的熱量衡算 ........................................................................29 各工段設(shè)備的熱量衡算 ...........................................................................31 熱量集成 ..........................................................................................................33 概述 .......................................................................................................33 主要物流分析 .........................................................................................34 年產(chǎn) 5萬 ETBE 項目 ─ 初步設(shè)計說明書 團結(jié)之隊─雁行 2 夾點溫度的確定 ......................................................................................34 夾點提取及公用工程的選擇 ....................................................................36 換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與優(yōu)化 ...............................................................................37 第三章 控制系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................... 43 ETBE 工藝控制系統(tǒng)設(shè)計 ..................................................................................43 對固定床反應(yīng)器的控制 ...............................................................